Zusammenfassung:
Lange Zeit glaubte die wissenschaftliche Gemeinschaft allgemein, dass Kometen wichtige chemische Rohstoffe, die für die Entstehung von Leben benötigt werden, zur Erde brachten und so Bedingungen für die Geburt frühen Lebens schufen. Eine neue Studie der Universität Cambridge im Vereinigten Königreich hat diese klassische Theorie jedoch in Frage gestellt. Forscher haben durch fortschrittliche Computersimulationen herausgefunden, dass die Wahrscheinlichkeit, dass ein Komet erfolgreich Vorläufermoleküle für Leben auf die Erdoberfläche bringt, weitaus geringer ist als bisher angenommen und sogar als äußerst selten gilt.
Kometen sind reich an organischen Verbindungen, die aus Kohlenstoff, Stickstoff und anderen Elementen bestehen, darunter wichtige präbiotische Moleküle wie Blausäure (HCN). Es wird angenommen, dass Cyanwasserstoff an einer Reihe chemischer Reaktionen beteiligt ist, die letztendlich die Bausteine des Lebens bilden. Daher gelten Kometen seit fast einem Jahrhundert als wichtige Träger für den „Transport“ der chemischen Rohstoffe des Lebens durch das Sonnensystem.
Der Erstautor der Studie, Dr. Richard Anslow vom Institut für Astronomie der Universität Cambridge, sagte, dass Wissenschaftler in der Vergangenheit glaubten, dass Kometen große Mengen an kohlenstoff- und stickstoffhaltigen Molekülen trugen, wie große „Weltraumschneebälle“, die junge Planeten direkt mit den Rohstoffen für Leben versorgten. Diese Idee war sehr attraktiv, doch die neuesten Forschungsergebnisse zeigen, dass dieses Szenario äußerst unwahrscheinlich ist.
Das Problem liegt hauptsächlich im Kometeneinschlagsprozess selbst. Die Simulationen des Teams zeigen, dass die meisten Kometen mit extrem hohen Geschwindigkeiten und nicht idealen Aufprallwinkeln in die Erde eindringen. Unter solch heftigen Kollisionsbedingungen würden fast alle mitgeführten fragilen organischen Moleküle durch hohe Temperaturen und Stoßwellen vollständig zerstört und könnten die Oberfläche nicht unversehrt erreichen.
Die Forscher führten einen systematischen Test dieser seit langem bestehenden Hypothese durch, indem sie die neuesten Kometeneinschlagssimulationen, Kometen-Atmosphäre-Wechselwirkungsmodelle und Studien zum Kometenursprung und zur Entwicklungsdynamik kombinierten. Die Ergebnisse zeigen, dass zwar theoretisch nicht völlig ausgeschlossen werden kann, dass einige Moleküle überleben und erfolgreich die Erde erreichen, eine solche Situation jedoch nur als äußerst seltenes Ereignis angesehen werden kann.
Anslow und seine Mitarbeiter haben zuvor die Idee vorgeschlagen, dass Kometen in Planetensystemen, in denen die Planeten relativ nahe beieinander liegen, ihre Geschwindigkeit allmählich verringern könnten, indem sie wiederholt an mehreren Planeten vorbeiziehen und zwischen ihnen „hüpfen“, wodurch organisches Material sicherer transportiert wird. Diese Studie untersucht weiter, ob dieser Mechanismus in der Geschichte des Sonnensystems aufgetreten sein könnte. Die Ergebnisse zeigen jedoch, dass diese Situation selbst unter den günstigsten Bedingungen immer noch sehr selten ist.
Besonderes Augenmerk wurde in der Studie auf das Schlüsselmolekül Blausäure gelegt. Simulationen ergaben, dass die Bedingungen, die erforderlich sind, damit ein Komet mit Blausäure die Erde mit genau der richtigen Geschwindigkeit und im richtigen Winkel treffen kann und gleichzeitig den Molekülen ermöglicht wird, den Aufprall zu überleben, äußerst anspruchsvoll sind.
Das Forschungsteam geht davon aus, dass, wenn die Rohstoffe für die Entstehung des Lebens tatsächlich von Kometen stammen, es sich eher um ein äußerst zufälliges „Eins-zu-einer-Million-Ereignis“ handelt als um einen stabilen Versorgungsprozess, der über Millionen von Jahren kontinuierlich auf die Erde gelangt. Anslow wies darauf hin, dass zur Verwirklichung dieses Prozesses nicht nur die Kollisionsparameter vollständig geeignet sein müssen, sondern auch die nachfolgenden chemischen Reaktionen schnell ablaufen und eine ausreichende Konzentration erreichen müssen, um letztendlich die Entstehung von Leben zu fördern.
Neben der Erde untersuchten Forscher auch die Bedingungen auf dem Mars. Die Ergebnisse zeigen, dass der Mars im Vergleich zur Erde aufgrund seiner geringeren Schwerkraft eine relativ schwache zerstörerische Wirkung auf organische Moleküle hat. Daher könnte die Erfolgswahrscheinlichkeit, dass Kometen präbiotische Moleküle zum Mars transportieren, theoretisch etwas höher sein.
Forscher betonen jedoch, dass selbst der Mars nur sehr begrenzte Chancen hat, die chemischen Rohstoffe für Leben erfolgreich zu erhalten. Anslow sagte, dass dies nicht bedeute, dass das Leben die von Kometen auf dem Mars gelieferten Rohstoffe erhalten habe, aber wenn dieser Prozess auf der Erde äußerst selten sei, dann sei die Wahrscheinlichkeit, dass er auf dem Mars stattfindet, möglicherweise etwas höher, aber auch alles andere als üblich.
Während die Theorie, dass Kometen Leben hervorbringen, in Frage gestellt wird, beginnen Wissenschaftler, andere Möglichkeiten erneut zu prüfen. Eine Ansicht ist, dass Schlüsselmoleküle, die für die Entstehung von Leben erforderlich sind, möglicherweise direkt auf der jungen Erde selbst gebildet wurden; Eine andere Ansicht ist, dass Asteroideneinschläge die wirklich wichtige Quelle sein könnten. Asteroideneinschläge treten häufiger auf und können für organische Moleküle weniger schädlich sein als Hochgeschwindigkeitskometen.
Die Forscher sagten, dass dieses Ergebnis die Rolle von Kometen bei der Entstehung des Lebens nicht vollständig leugnet, aber es zeigt, dass Kometen nicht der Hauptkanal für die kontinuierliche Lieferung der Rohstoffe des Lebens an die Erde sind, wie in der Vergangenheit angenommen wurde. Diese in Scientific Reports veröffentlichte Forschung drängt die wissenschaftliche Gemeinschaft dazu, eine seit fast einem Jahrhundert bestehende Kernfrage zu überdenken: Woher kamen die ersten chemischen Materialien für das Leben auf der Erde?
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